Объёмная 3D печать материального объекта по его трёхмерной компьютерной модели - это уникальная технология современности, которую ожидают большие перспективы в будущем. Ещё недавно устройства, использующие её, казались фантастикой, а сегодня они превратились в реальность, и стали уже доступными даже для домашнего пользования. Хотя стоимость 3D-принтеров ещё высока, и превышает цену других, компьютерных девайсов, они находят всё большее практическое применение не только для прикладного творчества, но и для различных сфер бизнеса. Постоянное развитие и совершенствование этой технологии уже привело к созданию промышленных устройств. Какой из них выбрать?
Периферийное компьютерное устройство, которое по цифровой объёмной модели создаёт материальный объект путём послойного нанесения быстро затвердевающего материала, называется 3D-принтером. Для работы такого устройства требуется компьютерная трёхмерная модель, выполненная в любом из 3D-редакторов либо полученная на 3D-сканере. Сегодня существует несколько разновидностей, в зависимости от используемой технологии:
Принтеры для 3D-печати, работающие по экструзионной технологии (FDM) изготавливают макет путём послойной укладки расплавленного пластика, выдавливаемого через экструдер. Печатающая головка движется по осям X и Y, а печатная платформа - вниз по оси Z
В 3D-принтерах, построенных на технологии SLA, изделиеие формируется в ванночке, заполненной фотополимерной смолой. Под действие УФ излучения лазера, действующего на тонкий слой смолы, она затвердевает и основание опускается вниз на толщину следующего слоя
Возможности у такого уникального периферийного компьютерного устройства практически неограничены. Сегодня он уже применяется для следующих целей:
Этот перечень наглядно демонстрирует перспективы применения 3D-принтеров и их востребованность в самых разных сферах человеческой деятельности.
Покупая любое сложное устройство, нужно чётко определить для себя цели, для которых вы собираетесь его использовать. От этого будет зависеть какие рабочие параметры его вам лучше подойдут. Учитывая, что такое периферийное устройство стоит недёшево, следует наиболее тщательно подбирать его, учитывая все рабочие параметры, чтобы потом не пожалеть о покупке.
Прежде всего, нужно определиться с типом принтера по применяемой технологии 3D печати. Самые популярные и доступные модели сегодня для домашнего пользования или занятий малым бизнесом - это:
Среди основных критериев выбора можно отметить следующие:
Объёмная печать с использованием 3D-принтеров, является сегодня наиболее перспективным направлением для малого бизнеса. С помощью этих компьютерных устройств, не требующих слишком больших финансовых вложений, как для промышленных принтеров, можно наладить мелкосерийное производство различных товаров.
Из большого многообразия, представленных на рынке принтеров для этих целей больше всего, подойдут модели, удовлетворяющие следующим критериям:
В любом случае выбор принтера будет зависеть от того, каким видом бизнеса вы предполагаете заниматься. Для производства мелких поделок подойдут устройства экструзионного типа, а для изготовления ювелирных изделий или зубных протезов - более дорогие принтеры на фотополимерах. Из наиболее подходящих для малого бизнеса можно назвать следующие модели:
Pico 2 от компании Asiga, идеальный выбор для тех, кто решил заняться ювелирным делом или оказанием стоматологической помощи, устройство работает от твердотельного LED источника ультрафиолетового излучения.
Учитывая пока ещё высокую стоимость периферийных компьютерных устройств для трёхмерной печати, вряд ли будет целесообразным покупать для домашнего пользования слишком дорогой и навороченный 3D-принтер стоимостью в 5 - 10 тыс. долларов и выше. Вполне достаточно будет устройства по цене от 500 долларов до 3 тысяч. Здесь всё зависит от требовательности покупателя к качеству печати и его финансовых возможностей.
Лучше всего, если 3D-принтер для дома будет иметь простое и понятное управление, удобный интерфейс и идеальное соотношение цены и качества. Все востребованные сегодня для домашнего пользования принтеры можно разделить на следующие группы по ценовым категориям:
Среди наиболее популярных принтеров для 3D-печати, можно отметить следующие модели:
Самым известным в мире экспертом в области объёмной печати является зарубежный портал 3D Hubs, который регулярно составляет рейтинг лучших моделей печатающих периферийных устройств в различных номинациях. По версии этого интернет-ресурса, лучшими в 2017 году были названы следующие модели 3D-принтеров:
Технологии трёхмерной 3D печати ещё только начинают завоёвывать компьютерный рынок, и стоимость принтеров для воплощения цифровой модели в материальный объект пока довольно высокая. Но за этими технологиями будущее, и наверняка 3D-принтеры в скором времени появятся в каждом доме, превратившись в обыденное дополнение к компьютеру. Уже сегодня многие модели стали доступными для людей со средним уровнем достатка, и широко используются не только в малом бизнесе, но и в быту. Пользуясь изложенными рекомендациями можно легко подобрать подходящий принтер для домашнего пользования или небольшого собственного бизнеса.
Сегодня продукция с 3д изображением, становится всё популярнее и если вы хотите начать свой бизнес в этой сфере, то стоит правильно выбрать 3D принтер, покупатель должен в полной мере определить три поставленных перед ним критерия выбора:
Проведя тщательный анализ своих способностей и возможностей, можно начинать выбирать надёжный 3D принтер, который прослужит своему владельцу долгие годы и будет иметь на выходе продукцию высокого качества.
Основными характеристиками 3D принтера являются минимальная толщина выходящего слоя, типы используемых им материалов, конструктивные особенности устройства трёхмерной печати - в том числе, печатающей головки – а также особенности настройки программы печати и получаемая печатная область.
Основные характеристики 3D принтера необходимо рассмотреть поподробнее.
Прямая характеристика детализационных особенностей изделия. Большинство 3D принтеров работают по технологии FDM (Fused Deposition Modeling - моделирование <объектов> методом осаждения расплавленной нити), послойно наращивая получаемый объект. Таким образом, заявленная в этой характеристике цифра указывает на толщину слоя. По факту, чем меньше толщина одного наращиваемого слоя – особенно при печати человеческих лиц и художественных изделий – тем выше практическая и эстетическая ценность получаемого объекта. Для получения высококачественного изделия используется толщина слоя от 50 до 200 микрон. Для сравнения - толщина листа бумаги составляет 100 микрон – 0,1 мм
Однако 3D принтер вовсе необязательно будет производить требуемую послойную толщину. Факторами колебания этой величины являются движение воздуха внутри самого устройства; изменение температуры в помещении; наличие зазоров - люфтов - в конструкции принтера, способствующих появлению микровибрации внутри устройства, а также плохо отрегулированное расстояние между соплом и платформой печатной конструкции.
Скорости перемещения печатной головки – экструдера – и подачи пластика также оказывают ощутимое влияние на качество получаемого изделия. На практике, в одних принтерах эти скорости связаны: чем медленнее двигается головка и чем медленнее подаётся пластик – тем качественнее будет произведено наращивание слоёв; в других устройствах обе величины регулируются независимо друг от друга.
Таким образом, идеального качества изделия необходимо добиваться путём подбора оптимального соотношения калибровки, толщины слоя, температуры и скорости печати принтера.
3D принтер, функционирующий в режиме FDM, в большинстве случае использует в своей работе PLA-пластик. Этот материал самый нетребовательный, быстро остывает при обдуве, стоек к деформации, но вместе с тем и быстро разлагается - всего за несколько лет - в силу того, что имеет органический состав.
Этот материал также является самым распространённым в создании декоративных изделий для бизнеса и для дома.
В создании механических деталей, частей физических опор, а также производственных форм и корпусов для литья, необходимо использовать пластик ABS, медленно остывающий, но надёжный, долговечный и износостойкий материал.
Современный рынок материалов для 3D принтеров постоянно модифицируется и расширяется. Сейчас пользователю доступен целый список известных и новых составов, таких как нейлон, резина, PVA, PETT, Hips и многих других.
В идеале, лучше приобретать 3D принтер, работающий с большинством этих типов материалов.
Полноценная трёхмерная печать пластиком данного типа возможна только при наличии у принтера следующих характеристик:
Только при наличии этих характеристик будет производиться гарантированная профессиональная ABS-печать вне зависимости от заявленных производителем характеристик.
Конкретнее, при отсутствии у принтера задней крышки, проблематичной будет печать изделий больших и средних габаритов. Если всё же необходимо провести изготовление изделия, принтер необходимо чем-нибудь накрыть и огородить помещение от сквозняков. Даже если заполнение материала будет средним, печать объекта размером 10 см на 10 см займёт порядка 4х часов, а минимальная деформация на ранней стадии печати испортит всё изделие.
При отсутствии нагрева платформы, пластик теряет способность крепиться. Эта проблема относительно легко решается с помощью специального клея.
Пластик ABS плавится при температуре и в 240 градусов, однако качество изделия при этом будет страдать. Сейчас на рынке представлены легкоплавные ABS-нити для трёхмерной печати, требующие менее низких температур, но содержащие в своём составе полиэтилен, при нагревании распространяющий неприятный запах.
Также следует помнить о том, что 3D принтер имеет в структуре экструдера плотный зажим для затягивания нити, который может быть как ориентирован исключительно на один вид пластика, так и быть универсальным, регулирующимся в зависимости от типа материала.
Правильно выбрать 3D принтер невозможно без знания его конструктивных особенностей. Экструдер и платформа фиксируются и передвигаются по осям и направляющим. Перемещение экструдера осуществляется только строго в горизонтальной плоскости; платформа перемещается как горизонтально, так и вертикально – в зависимости от уровня текущей печати. 3D принтер может иметь разную конструкцию, которая совершенно не влияет на качество печати. Оно зависит от материала деталей и качества сборки. Остальными элементами принтера являются электроника, шаговые двигатели, шкив и ремни. Стабильность работы принтера напрямую зависит и от количества деталей-посредников, а также зазоров между ними.
Принцип работы печатной головки – экструдера – заключается в выдавливании нагретых нитей материала толщиной 1,75 мм или 3 мм, находящихся в практически жидком состоянии, на поверхность платформы. Экструдер обязательно запрограммирован напрямую подачу нити, и чаще всего также - на обратную (ретракция). Экструдер состоит из нескольких частей. По обе стороны нити расположены два мини-колеса, одно – регулирующееся зажимное; второе – непосредственно перед печатной головкой, с зубцами, управляющееся шаговым двигателем. Шаговый двигатель подаёт нить в экструдер. Далее материал через мини-трубку попадает в сопло – и выводится расплавленным пластиком. К трубке подключены температурный датчик и нагревательный элемент. Механизмы зажима, а также различные виды зубцов колёс оказывают влияние на тип использующегося пластика. Если 3D принтер обладает острыми и выпирающими колёсиками, то на таком принтере будут отлично изготавливаться изделия из Нейлона и Флекса (резины).
Для создания трёхмерного художественного или промышленного изделия используются два типа программ – компьютерного моделирования и управления 3D принтером. Единый комплект с принтером составляют только программы второго типа, и редактировать какие-либо свойства будущих изделий в них нет возможности. Они снабжены простыми функциями изменения поворота и габаритов изделия, но не более этого. Кроме того, приобретая принтер с простым программным управлением из серии «печать в один лик», покупатель неминуемо получает аппарат с несколько зауженным спектром возможностей. Напротив, уверенному пользователю ПК не составит труда овладеть навыками работы в более сложных программах управления 3D-печатью. Качество изделий, создаваемых такими аппаратами, выше всяких похвал.
Файлы практически всех 3D принтеров конвертируются в формат STL – в нём же производится обработка изображений изделий принтерными программами. В Интернете существуют тысячи вариантов эскизов будущих изделий на любой вкус и цвет, записанных уже в нужном формате.
В одних трёхмерных принтерах практически все параметры задаются автоматически, в других принтерах для достижения качественной печати требуется отрегулировать следующие значения:
Это не полный перечень настраиваемых характеристик принтера для печати будущего объекта.
Пластик предрасположен к деформированию. Особенно эта тенденция усиливается в процессе долгой многочасовой печати. Поэтому необходимо сразу грамотно и тщательно выполнить настройку программы, чтобы избежать дальнейшей порчи изделия. Указанная производителем рабочая область вовсе необязательно будет активна целиком.
Например, объект габаритами 20*20*20 см может печататься до 15 часов, а 10*10 / 15*15 см – около 4х часов.
Если вы хотите купить действительно качественную вещь, то я советую перейти в , там работают настоящие специалисты которые помогут подобрать нужную модель, которая будет вас устраивать на все 100%. Ну а мы в свою очередь как обычно составим рейтинг самых лучших 3д принтеров за 2015-2016 год, которые стали популярны за это время.
Для тех кто впервые слышит о 3D принтерах, мы устроим небольшой ликбез. 3D Принтеры существуют с разными технологиями печати, парочку слов о самых популярных из них:
Самой распространенной технологией печати является FDM. Зачастую принтеры с такой технологией не очень дорогие и обладают хорошим качеством печати. Печатают они с помощью . Принцип прост: принтер расплавляет пластик, делая из него каплю, которая выдавливается на платформу.
Второй за популярностью технологией печати является SLA, она стоит дороже, но эта технология более точная и может печатать ювелирные изделия. Для печати такие принтеры используют . Работают они так, что по фотополимеру воздействует специальный луч, при котором фотополимер стает твердым пластиком.
Принтеры с этой технологией печати не такие уж и популярные при этом они дорогие (свыше 30 000 USD) и имеют большие размеры, поэтому, мы не станем уделять много времени этой технологии. Для домашних условий подобные 3D принтеры пока не пригодны.
Итак, Мы рассказали Вам о технологиях 3Д печати, а теперь приступим к выбору самого принтера. Ввиду того что 3D принтер вещь недешевая и чтобы потом не пожалеть о её покупке, нужно учитывать основные критерии выбора.
Чтобы в будущем не желать о выборе принтера нужно решить, что вы будете делать с его помощью, при этом нужно будет учитывать технологию печати. Например, если вы хотите делать точные изделия (ювелирные) то вам понадобится принтер с .
Нужно также учитывать какой материал вы будете использовать для печати. Если вы выбрали принтер с технологией FDM, то соответственно вам понадобиться пластик. Какой пластик выбрать эта уже решать вам, самые популярные виды пластика это ABS и PLA, но возможно вы захотите использовать редкие виды пластика. Моя рекомендация, если вы новичок в этом деле, то выбирайте , он легок в использовании, изделия из него выйду гладкие и ровные. Но если технология печати вашего принтера будет SLA, то вам нужен будет .
Учитывайте при выборе принтера также , как было сказано ранее, технология, которую вы выберете, будет влиять на ваши объекты. Не забывайте о том, что SLA 3D печать более точная и сложная нежели FDM.
Не забывайте о том, каких размеров должны быть ваши объекты, то есть берите во внимание на 3Д принтере. Например, вы хотите напечатать прямоугольник размером в 50 см на 10 см, но выбрали принтер с максимальным размером печати в 21 см на 30 см. Такой принтер не как не сможет напечатать такой объект. Но, вы конечно можете печатать модели частями. Облегчить эту задачу поможет Вам бесплатное программное обеспечение 123D Make.
Так как 3Dпринтер вещь недешевая, вам нужно будет учитывать его цену. А большой ассортимент 3Dпринтеров позволит вам сделать выбор, который будет соответствовать вашим требованиям печати. Но не забывайте, что материал для печати тоже имеют свою цену.
3D принтер не печатает мгновенно. Часто печать объекта может быть от нескольких часов до пары дней. Так что когда будете выбирать принтер, смотрите на скорость печати. Скорость печати на данном этапе зависит только от качества механики и корпуса 3Д принтера. Чем жестче корпус, тем быстрее могут двигаться его подвижные элементы. Если Вам важна скорость , то обратите внимание на .
Текущее положение с домашними устройствами трехмерной печати во многом напоминает ситуацию, царившую вокруг канувшей в лету полуоси — те же сообщества энтузиастов, возможность «допилить» принтер под себя и другие атрибуты DIY. Работающие прямо из коробки аппараты имеются, но их возможности устраивают только самых нетребовательных пользователей, да и то лишь поначалу.
3D-принтер представляет собой устройство, предназначенное для физического воплощения подготовленной цифровой трехмерной модели в определенный материал. Технология переживает этап активного поиска и совершенствования, поэтому разнообразие вариантов реализации может завести в тупик неподготовленного человека. Эта статья и призвана оказать первую помощь в столь непростом выборе среди 3D-принтеров пользовательского класса.
Выбирая 3D принтер, прежде всего нужно решить, какая технология трехмерной печати лучше всего подходит для достижения поставленных целей. В настоящее время известны порядка двух десятков апробированных разработок различных компаний, но наиболее широкое распространение в компактных аппаратах получили моделирование методом послойного наплавления (FDM) и лазерная стереолитография (SLA). Суть первой технологии заключается в нагреве специальной пластиковой нити до температуры плавления и послойном формировании из микрокапель расплава некоего объекта в соответствии с его цифровой моделью. Достоинством метода является относительная дешевизна, а недостатками — необходимость использования временных опор при создании нависающих структур и большая шероховатость поверхности.
При стереолитографии принты формируются в результате отвердевания жидкой фотополимерной смолы под воздействием жесткого ультрафиолетового излучения. Хотя построение твердой копии трехмерной модели осуществляется тоже послойно, эта технология обеспечивает более высокую точность печати, чем FDM. Основной недостаток состоит в дороговизне расходных материалов и более высокой стоимости самой установки.
Вторым критерием при выборе 3D-принтера служат характеристики вещества, используемого для создания принтов . Если распечатанную модель предполагается активно эксплуатировать, имеет смысл применять термопластик ABS или ударопрочный полистирол HIPS. Для прототипов и недолговечных макетов достаточно будет возможностей полилактида PLA. Декоративно-художественные поделки лучше всего формировать из композитных материалов, а для изготовления эластичных копий подойдет Ninja Flex.
Следует иметь в виду, что некоторые производители трехмерной печатающей техники вводят специальные ограничения, позволяющие использовать только оригинальные расходники. Расходные материалы для фотополимерной печати практически все разрабатываются под конкретные установки и подобрать совместимую смолу с альтернативными свойствами чрезвычайно сложно.
Размеры рабочей зоны устанавливают предельные габариты для формируемого объекта. Если для прототипов или макетов наличие составных частей не является критичным показателем, то для функционирующих моделей большого размера целостность структуры может быть крайне важна.
Фото: hostingkartinok.com
Как и в любом другом активно развивающемся бизнесе, определиться с будущими законодателями мод очень сложно. В первую очередь нужно упомянуть компанию 3 D Systems — ветерана отрасли и разработчика многих ноу-хау. Большой популярностью пользуется также продукция MakerBot Industries , ShareBot , Ultimaker , Zhejiang Flashforge 3 D Technology Co (FF3DP) , Beijing TierTime Technology Co (PP3DP) и многих других подобных компаний.
Фото: 3dtoday.ru
Выбирайте устройство трехмерной печати с учетом области использования будущих принтов. В противном случае вы рискуете изготовить действующую модель, растворимую в воде, а выполненный по технологии фотополимеризации макет может и восхитит заказчика плавностью линий, но больно ударит вас по карману.
При выборе 3D принтера избегайте устройств с проприетарными решениями. Они не позволят использовать неоригинальные комплектующие для модернизации системы и плохо совместимы с популярным ПО для подготовки моделей.
Ориентируйтесь на установки с подогревом платформы. Даже если сейчас вы и не намерены иметь дело с ABS-пластиком — он может понадобиться вам в дальнейшем.